KR102455979B1 - Eco-friendly vehicle and method of controlling thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외부 충전기로부터 충전 커넥터를 통해 유선으로 배터리를 충전할 수 있는 친환경 차량 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 특정 충전 방식에 대응되는 충전기의 효율을 향상시켜 높은 충전 효율을 갖는 친환경 차량 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 전력을 이용한 충전을 수행하는 차량의 충전 제어 방법은, 특정 방식에 따른 충전이 개시되는 경우, 냉매 순환 수단을 상시 가동하는 단계; 상기 냉매 순환 수단에 의해 순환되는 냉매의 열을 방출하는 방열 수단의 온도 정보를 획득하는 단계; 및 상기 온도 정보에 따라 라디에이터 팬을 소정 시간 동안 동작시키는 단계를 포함할 수 있다.The present invention relates to an eco-friendly vehicle capable of charging a battery from an external charger by wire through a charging connector and a control method thereof, and more particularly, to an eco-friendly vehicle having high charging efficiency by improving the efficiency of a charger corresponding to a specific charging method and to a control method thereof. According to an embodiment of the present invention, there is provided a charging control method for a vehicle performing charging using external power, comprising: always operating a refrigerant circulation means when charging according to a specific method is started; obtaining temperature information of a heat dissipating means for dissipating heat of a refrigerant circulated by the refrigerant circulation means; and operating the radiator fan for a predetermined time according to the temperature information.

Description

친환경 자동차 및 그를 위한 제어 방법{ECO-FRIENDLY VEHICLE AND METHOD OF CONTROLLING THEREOF}ECO-FRIENDLY VEHICLE AND METHOD OF CONTROLLING THEREOF

본 발명은 외부 충전기로부터 충전 커넥터를 통해 유선으로 배터리를 충전할 수 있는 친환경 차량 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 특정 충전 방식에 대응되는 충전기의 효율을 향상시켜 높은 충전 효율을 갖는 친환경 차량 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an eco-friendly vehicle capable of charging a battery from an external charger by wire through a charging connector and a control method thereof, and more particularly, to an eco-friendly vehicle having high charging efficiency by improving the efficiency of a charger corresponding to a specific charging method and to a control method thereof.

최근 친환경 자동차로 하이브리드 자동차(HEV: Hybrid Electric Vehicle)가 많은 주목을 받고 있다.Recently, a hybrid electric vehicle (HEV) is receiving a lot of attention as an eco-friendly vehicle.

하이브리드 자동차란 일반적으로 두 가지 동력원을 함께 사용하는 차를 말하며, 두 가지 동력원은 주로 엔진과 전기모터가 된다. 이러한 하이브리드 자동차는 내연기관만을 구비한 차량에 비해 연비가 우수하고 동력성능이 뛰어날 뿐만 아니라 배기가스 저감에도 유리하기 때문에 최근 많은 개발이 이루어지고 있다.A hybrid vehicle generally refers to a vehicle that uses two power sources together, and the two power sources are mainly an engine and an electric motor. These hybrid vehicles have been developed in recent years because they are advantageous in reducing exhaust gas as well as having excellent fuel efficiency and power performance compared to vehicles having only an internal combustion engine.

이러한 하이브리드 자동차 중에도 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV)는 플러그를 연결하여 외부 전력으로 전기 모터를 구동할 배터리를 충전할 수 있다.Among these hybrid vehicles, a plug-in hybrid vehicle (PHEV) may connect a plug to charge a battery to drive an electric motor with external power.

한편, 다른 형태의 친환경 자동차로 전기차(EV: Electric Vehicle) 또한 많은 주목을 받고 있다. 전기차는 일반적으로 전기 모터만을 이용하여 구동되기 때문에 전기 모터를 구동하기 위한 배터리의 충전이 필수적이다.Meanwhile, as another type of eco-friendly vehicle, an electric vehicle (EV) is also attracting a lot of attention. Since electric vehicles are generally driven using only an electric motor, charging of a battery to drive the electric motor is essential.

이와 같이 외부 충전기를 이용하여 유선 충전을 수행하는 EV 혹은 PHEV를 "플러그인 차량" 또는 "커넥터 충전식 차량"이라 칭할 수 있다.As described above, an EV or PHEV that performs wired charging using an external charger may be referred to as a “plug-in vehicle” or a “connector charging vehicle”.

도 1은 일반적인 차량의 유선 충전 시스템 구조의 일례를 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating an example of a structure of a wired charging system for a general vehicle.

도 1에서는 전기차(EV, 또는 플러그인 전기차:PEV)의 충전 시스템을 기준으로 설명하였으나, 화석 연료로 구동되는 엔진과 관련된 부분을 제외하면 도 1의 충전 시스템은 PHEV에도 유사하게 적용될 수 있다.In FIG. 1 , the charging system of an electric vehicle (EV, or plug-in electric vehicle: PEV) has been described as a reference, but the charging system of FIG. 1 may be similarly applied to a PHEV except for a part related to an engine driven by fossil fuel.

도 1을 참조하면, 전기차의 충전 시스템(100)은, 급속 충전을 제어하는 PLC(Power Line Communication)/EVCC(Electric Vehicle Communication Controller) 제어기(110), 완속 충전을 제어하는 온보드 충전기(OBC: On-Board Charger, 120), 배터리 관리 제어기(BMS: Battery Management System, 130), 배터리(140) 및 충전 커넥터 감지 센서(150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a charging system 100 for an electric vehicle includes a PLC (Power Line Communication)/EVCC (Electric Vehicle Communication Controller) controller 110 for controlling fast charging, and an on-board charger (OBC: On) for controlling slow charging. -Board Charger 120 , a battery management controller (BMS: Battery Management System, 130 ), a battery 140 , and a charging connector detection sensor 150 may be included.

EVCC 제어기(110), OBC(120) 및 BMS(130)는 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 서로 연결될 수 있다. 또한, 충전 시스템(100)은 충전기(EVSE: electric vehicle supply equipment, 200)와 충전 커넥터를 통해 연결될 수 있다. 충전기(200)는 펄스폭 변조(PWM) 신호를 제어 파일럿(C/P) 라인을 통해 차량으로 전송하는데, 이러한 PWM 신호의 듀티 비율(즉, 펄스 폭의 H 신호와 L 신호의 비율)을 통하여 차량은 완속 충전인지 급속 충전인지 여부를 판단하게 된다.The EVCC controller 110 , the OBC 120 , and the BMS 130 may be connected to each other through CAN (Controller Area Network) communication. Also, the charging system 100 may be connected to an electric vehicle supply equipment (EVSE) 200 through a charging connector. The charger 200 transmits a pulse width modulation (PWM) signal to the vehicle through a control pilot (C/P) line. The vehicle determines whether it is slow charging or fast charging.

또한, 충전 커넥터 감지 센서(150)는 근접 감지(Proximity Detection) 방식으로 충전 커넥터가 차량의 충전 인렛에 체결되었는지 여부를 감지할 수 있다.In addition, the charging connector detection sensor 150 may detect whether the charging connector is fastened to the charging inlet of the vehicle in a proximity detection method.

BMS(130)는 EVCC 제어기(110) 및 OBC(120)와의 CAN 통신을 통해 충전 상태에 대한 정보를 획득할 수 있으며, 차량 전원 상태를 모니터링할 수 있다.The BMS 130 may acquire information on the charging state through CAN communication with the EVCC controller 110 and the OBC 120 and monitor the vehicle power state.

그런데, 친환경 차량에서 완속 충전이 수행될 때, 상황에 따라 OBC(120)의 출력단에서 출력되는 전력이 모두 배터리(140)의 충전에 사용되는 것은 아니다. 예컨대, 클러스터나 오디오 시스템 등의 전장 부하가 동작하는 경우, OBC(120)의 출력단에서 출력되는 전력 중 일부는 전력 변환기(LDC: Low DC-DC Converter, 미도시)로 입력되어 12V로 변환된 후 전장 부하에 공급된다.However, when slow charging is performed in an eco-friendly vehicle, not all of the power output from the output terminal of the OBC 120 is used to charge the battery 140 depending on circumstances. For example, when an electric load such as a cluster or an audio system operates, some of the power output from the output terminal of the OBC 120 is input to a power converter (LDC: Low DC-DC Converter, not shown) and is converted to 12V after supplied to the electrical load.

따라서, 완속 충전의 효율은 아래 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.Accordingly, the efficiency of slow charging can be expressed as Equation 1 below.

Figure 112017089000986-pat00001
Figure 112017089000986-pat00001

여기서, OBC 자체의 효율은 (OBC 출력파워/ OBC 입력파워)이므로, 완속 충전 효율은 아래 수학식 2와 같이 다시 정리될 수 있다.Here, since the efficiency of the OBC itself is (OBC output power / OBC input power), the slow charging efficiency can be rearranged as in Equation 2 below.

Figure 112017089000986-pat00002
Figure 112017089000986-pat00002

따라서, OBC 자체효율이 증가하면 완속충전효율이 상승하게 된다. 그런데, OBC 자체효율은 온도에 영향을 받는다. 온도와 효율의 관계의 일례가 아래 표 1에 나타나 있다.Therefore, when the OBC self-efficiency increases, the slow charging efficiency increases. However, OBC's own efficiency is affected by temperature. An example of the relationship between temperature and efficiency is shown in Table 1 below.

Figure 112017089000986-pat00003
Figure 112017089000986-pat00003

표 1을 참조하면, OBC의 온도가 상승할수록 효율이 낮아짐을 알 수 있다.Referring to Table 1, it can be seen that the higher the temperature of the OBC, the lower the efficiency.

지금까지의 설명을 정리하면, 완속충전 효율은 OBC의 자체효율에 비례하나, OBC의 온도가 상승함에 따라 떨어짐을 알 수 있다. OBC는 충전이 진행됨에 따라 온도가 상승하나, 도 2에 도시된 바와 같은 냉각 시스템의 동작에 의해 냉각될 수 있다.Summarizing the explanations so far, it can be seen that the slow charging efficiency is proportional to the OBC's own efficiency, but decreases as the temperature of the OBC rises. The temperature of the OBC rises as charging proceeds, but may be cooled by the operation of the cooling system as shown in FIG. 2 .

도 2는 일반적인 친환경 차량의 냉각 시스템 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다.2 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a cooling system for a general eco-friendly vehicle.

도 2를 참조하면, 냉각 시스템은 냉각수를 보관하는 리저버 탱크(210), 냉각수를 냉각 유로(260)를 따라 순환시키는 전기워터펌프(EWP: Electric Water Pump, 220), 전자식 파워 제어기(EPCU: Electronic Power Control Unit, 230), 온보드 충전기(OBC, 120), 전기 모터(240) 및 냉각수를 냉각시키는 라디에이터 팬(250)을 포함할 수 있다. EPCU(230)는 전자 제어기(ECU)의 일종으로, 배터리 관리 시스템(BMS), 전기 모터(240)를 제어하는 모터 제어기(MCU), 앞서 언급된 제어기들을 제어하는 상위 제어기인 하이브리드 제어기(HCU) 등이 이에 해당할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the cooling system includes a reservoir tank 210 for storing coolant, an electric water pump (EWP) 220 for circulating coolant along a cooling flow path 260, and an electronic power controller (EPCU). The Power Control Unit 230 , the on-board charger OBC 120 , the electric motor 240 , and a radiator fan 250 for cooling the coolant may be included. The EPCU 230 is a kind of electronic controller (ECU), a battery management system (BMS), a motor controller (MCU) for controlling the electric motor 240, and a hybrid controller (HCU), which is a higher level controller for controlling the aforementioned controllers. etc. may be applicable.

도 2에 냉각 시스템은 예시적인 것으로, 실제 차량은 이보다 적거나 많은 구성요소를 포함할 수 있다. 예컨대, 도 2에서는 고전압 배터리를 포함한 일부 고전압 계통의 도시가 생략되었다. 또한, 냉각수가 흐르는 방향을 따라 각 구성 요소가 배치되는 순서가 변경될 수도 있음은 물론이다.The cooling system in FIG. 2 is exemplary, and an actual vehicle may include fewer or more components. For example, illustration of some high voltage systems including a high voltage battery is omitted in FIG. 2 . In addition, it goes without saying that the order in which each component is arranged along the direction in which the coolant flows may be changed.

일반적인 친환경 차량에서는 OBC(120) 내부와 EPCU(230) 내부에 각각 온도 센서가 구비된다. OBC(120) 내부의 온도 센서는 파워소자의 과온을 보호하기 위함이며, EPCU(230) 내부에는 신속한 열 방출을 위해 구비되는 히트 싱크의 온도 측정이 가능하도록 온도 센서가 구비된다. EPCU(230) 내부의 온도 센서를 통해 수온 센싱 및 인버터 파워 모듈의 온도 센싱이 수행될 수 있다.In a typical eco-friendly vehicle, a temperature sensor is provided in the OBC 120 and the EPCU 230, respectively. The temperature sensor inside the OBC 120 is to protect the overtemperature of the power device, and a temperature sensor is provided inside the EPCU 230 to measure the temperature of a heat sink provided for rapid heat dissipation. Water temperature sensing and temperature sensing of the inverter power module may be performed through a temperature sensor inside the EPCU 230 .

이하에서는 상술한 냉각 시스템의 동작 방법을 도 3을 참조하여 설명한다.Hereinafter, an operation method of the above-described cooling system will be described with reference to FIG. 3 .

도 3은 일반적인 친환경 차량에서 온도에 따라 냉각 시스템이 동작하는 형태의 일례를 나타낸다.3 shows an example of a form in which a cooling system operates according to a temperature in a general eco-friendly vehicle.

완속 충전이 수행되는 경우, OBC(120)의 온도에 따라 EWP(220) 및 라디에이터 팬(250)이 동작한다. 이때, EWP(220) 및 라디에이터 팬(250)은 각각 온도에 따른 동작 시작 조건과 동작 정지 조건이 설정된다.When slow charging is performed, the EWP 220 and the radiator fan 250 operate according to the temperature of the OBC 120 . At this time, the operation start condition and the operation stop condition according to the temperature of the EWP 220 and the radiator fan 250 are respectively set.

예컨대, EWP(220)는 OBC(120)의 온도가 50℃ 이상인 경우 동작하고, OBC(120)의 온도가 46℃ 이하가 되면 동작을 멈춘다. 또한, 라디에이터 팬(250)은 OBC(120)의 온도가 55℃ 이상인 경우 동작하고, OBC(120)의 온도가 51℃ 이하가 되면 동작을 멈춘다. 따라서, EWP(220)의 동작 상태는 OBC(120)의 온도에 따라 세 가지 구간으로 구분될 수 있다.For example, the EWP 220 operates when the temperature of the OBC 120 is 50° C. or higher, and stops the operation when the temperature of the OBC 120 is 46° C. or less. In addition, the radiator fan 250 operates when the temperature of the OBC 120 is 55° C. or higher, and stops when the temperature of the OBC 120 is 51° C. or less. Accordingly, the operating state of the EWP 220 may be divided into three sections according to the temperature of the OBC 120 .

도 3을 참조하면, 먼저 완속충전 동작에 따라 OBC(120)의 온도는 50℃가 될 때까지 선형적으로 상승한다. 이러한 구간은 상대적으로 낮은 온도에서 먼저 동작을 시작하는 EWP(220)조차 동작하지 않는 "EWP Off 구간"이라 칭할 수 있다.Referring to FIG. 3 , first, according to the slow charging operation, the temperature of the OBC 120 increases linearly until it reaches 50°C. This section may be referred to as an “EWP Off section” in which even the EWP 220 that starts to operate at a relatively low temperature does not operate.

이후 OBC(120)의 온도가 50℃에 도달하면 EWP(220)가 동작하여 OBC(120)가 냉각되고, 46℃에 도달하면 다시 EWP(220)가 꺼짐을 반복하게 된다. 이러한 구간은 EWP(220)가 On/Off를 반복하므로 "EWP On/Off 구간"이라 칭할 수 있다.Thereafter, when the temperature of the OBC 120 reaches 50° C., the EWP 220 operates to cool the OBC 120, and when the temperature of the OBC 120 reaches 50° C., the EWP 220 is turned off again. This section may be referred to as an "EWP On/Off section" because the EWP 220 repeats On/Off.

한편, EWP(220)의 On/Off 동작이 계속되면 냉각수온이 상승하게 되고, 그에 따라 히트싱크의 온도도 상승하며, EWP(220)만을 이용한 냉각 효과가 감소되어 OBC(120)의 온도가 46℃ 미만으로 온도 떨어지지 않게 되는 구간이 온다. 즉, 이러한 구간에서는 EWP(220)가 오프되지 않고 상시 동작함에 따라 온도가 서서히 올라가며 포화되어, "EWP 상시 on 구간"이라 칭할 수 있다.On the other hand, if the On/Off operation of the EWP 220 continues, the cooling water temperature rises, and accordingly, the temperature of the heat sink also rises, and the cooling effect using only the EWP 220 is reduced, so that the temperature of the OBC 120 is 46 There comes a section where the temperature does not drop below ℃. That is, in this section, as the EWP 220 is not turned off and is always operated, the temperature gradually rises and becomes saturated, which can be referred to as an "EWP always on section".

다만, 도 3에 도시된 바와 같이 일반적으로 OBC의 완속 충전 동작만으로는 라디에이터 팬(250)이 가동될 온도까지 OBC의 온도가 상승하지 않기 때문에 EWP의 동작만으로도 OBC의 온도는 서서히 포화될 만큼 냉각될 수 있다. 그러나, OBC(120)의 온도가 고온에서 포화되면 OBC(120)의 효율이 상시 낮은 상태에서 동작하게 된다. 따라서, OBC의 효율 증대를 위한 효율적인 냉각 방법이 요구된다.However, as shown in FIG. 3 , in general, the temperature of the OBC does not rise until the temperature at which the radiator fan 250 is operated only by the slow charging operation of the OBC. have. However, when the temperature of the OBC 120 is saturated at a high temperature, the efficiency of the OBC 120 is always operated in a low state. Therefore, an efficient cooling method for increasing the efficiency of OBC is required.

본 발명은 외부 전력을 이용해 배터리를 충전함에 있어서 보다 효율적으로 충전을 수행할 수 있는 방법 및 그를 수행하기 위한 친환경 차량을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a method capable of more efficiently charging a battery using external power and an eco-friendly vehicle for performing the charging method.

특히, 본 발명은 특정 충전 방식에 따른 충전을 수행하는 충전기의 효율 저하를 최소화할 수 있는 친환경 차량 및 그 제어방법을 제공하기 위한 것이다.In particular, an object of the present invention is to provide an eco-friendly vehicle capable of minimizing a decrease in the efficiency of a charger that performs charging according to a specific charging method and a method for controlling the same.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. will be able

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 전력을 이용한 충전을 수행하는 차량의 충전 제어 방법은, 특정 방식에 따른 충전이 개시되는 경우, 냉매 순환 수단을 상시 가동하는 단계; 상기 냉매 순환 수단에 의해 순환되는 냉매의 열을 방출하는 방열 수단의 온도 정보를 획득하는 단계; 및 상기 온도 정보에 따라 라디에이터 팬을 소정 시간 동안 동작시키는 단계를 포함할 수 있다.In order to solve the above technical problem, the charging control method of a vehicle performing charging using external power according to an embodiment of the present invention, when charging according to a specific method is started, the refrigerant circulation means is always operated step; obtaining temperature information of a heat dissipating means for dissipating heat of a refrigerant circulated by the refrigerant circulation means; and operating the radiator fan for a predetermined time according to the temperature information.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 전력을 이용한 충전을 수행하는 차량은, 상기 외부 전력을 이용하여 배터리를 충전하는 충전기; 상기 충전기에서 특정 방식에 따른 충전이 개시되는 경우, 상시 가동되는 냉매 순환 수단; 상기 냉매 순환 수단에 의해 순환되는 냉매의 열을 방출하는 방열 수단; 및 상기 방열 수단의 온도에 따라 소정 시간 동안 동작하는 라디에이터 팬을 포함할 수 있다.In addition, a vehicle performing charging using external power according to an embodiment of the present invention includes: a charger for charging a battery using the external power; a refrigerant circulation means that is always operated when charging according to a specific method is started in the charger; a heat dissipation means for discharging heat of the refrigerant circulated by the refrigerant circulation means; And it may include a radiator fan that operates for a predetermined time according to the temperature of the heat dissipation means.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 자동차는 보다 효율적으로 외부 전력을 이용한 배터리 충전을 수행할 수 있다.The vehicle according to at least one embodiment of the present invention configured as described above can more efficiently charge the battery using external power.

특히, 온보드 충전기를 적극적으로 냉각하여 온보드 충전기의 자체 효율을 높여 충전이 수행되므로 보다 높은 충전 효율이 달성될 수 있다.In particular, since charging is performed by actively cooling the on-board charger to increase the self-efficiency of the on-board charger, higher charging efficiency can be achieved.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description. will be.

도 1은 일반적인 차량의 충전 시스템 구조의 일례를 나타낸다.
도 2는 일반적인 친환경 차량의 냉각 시스템 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 3은 일반적인 친환경 차량에서 온도에 따라 냉각 시스템이 동작하는 형태의 일례를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터 펌프의 상시 가동에 의한 효과를, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터 펌프와 라디에이터 팬을 함께 가동한 경우의 효과를 각각 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 중 냉각 제어 방법의 일례를 나타낸다.1 shows an example of a typical vehicle charging system structure.
2 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a cooling system for a general eco-friendly vehicle.
3 shows an example of a form in which a cooling system operates according to a temperature in a general eco-friendly vehicle.
4 is a view for explaining the effect of the normal operation of the water pump according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view for explaining the effect when the water pump and the radiator fan are operated together according to an embodiment of the present invention to be.
6 shows an example of a cooling control method during charging according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.Hereinafter, the embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components are assigned the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "module" and "part" for components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have distinct meanings or roles by themselves.

또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in this specification, and the technical idea disclosed herein is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , should be understood to include equivalents or substitutes.

전술된 바와 같이, OBC의 온도가 상승하면 OBC의 자체 효율이 나빠지고, 그에 따라 완속충전의 효율이 나빠지게 된다. 따라서, OBC가 보다 효율적으로 냉각될 필요가 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 기존에 동작하지 않던 라디에이터 팬을 보다 적극적으로 OBC 냉각에 개입시켜 OBC의 충전 효율을 높일 것을 제안한다.As described above, when the temperature of the OBC rises, the efficiency of the OBC itself deteriorates, and accordingly, the efficiency of the slow charging deteriorates. Therefore, the OBC needs to be cooled more efficiently. Accordingly, in an embodiment of the present invention, it is proposed to increase the charging efficiency of the OBC by more actively intervening in the OBC cooling of the radiator fan, which has not previously been operated.

본 실시예의 일 양상에 의하면, 기존의 EWP의 동작 상태에 따른 세 구간들에 대한 동작을 달리하여, 세 구간 모두에 대하여 OBC나 히트싱크의 온도와 관계 없이 EWP가 상시 동작하도록 할 수 있다. 또한, EWP 상시 on 구간에서 특정 부분의 온도가 일정 값에 도달할 경우 라디에이터 팬이 함께 (일정 시간 또는 소정 온도로 하락할 때까지) 동작하도록 할 수 있다. 예컨대, 히트싱크 온도가 39℃가 될 경우, 라디에이터 팬이 560RPM으로 15분간 동작하도록 할 수 있다.According to an aspect of the present embodiment, the operation of the three sections according to the operation state of the existing EWP may be varied so that the EWP may be operated at all times regardless of the temperature of the OBC or the heat sink for all three sections. In addition, when the temperature of a specific part reaches a certain value in the EWP always-on section, the radiator fan may be operated together (until it drops to a predetermined time or a predetermined temperature). For example, when the heatsink temperature is 39°C, the radiator fan can be operated at 560RPM for 15 minutes.

이러한 동작 상태를 표로 정리하면 아래 표 2와 같다.Table 2 below summarizes these operating states in a table.

완속충전 중 냉각제어방식Cooling control method during slow charging 기존 동작existing behavior 본 실시예this example EWP Off 구간EWP Off section EWPEWP 상시 On Always On EWP On/Off 구간EWP On/Off section EWP 상시 On 구간EWP Always On section EWPEWP On + 라디에이터 팬 동작 On + radiator fan operation
(( 히트싱크heat sink 일정온도 constant temperature 이상시Lee Sang-shi ))

이때, 라디에이터 팬의 동작 속도와 동작 시간은 EWP 및 라디에이터 팬의 동작으로 인한 소모 전력을 고려하여 설정되는 것이 바람직하다. 즉, EWP 및 라디에이터 팬은 전장부하로 볼 수 있으며, 이는 OBC 출력단의 관점에서 배터리 충전에 사용되는 것이 아닌, LDC 입력파워로 손실되는 전력으로 볼 수 있다. 결국, LDC 입력파워의 증대는 배터리 입력파워의 감소로 이어지므로, EWP 및 라디에이터 팬의 동작은 완속충전 효율의 감소 요인이 되는 것이다.In this case, the operating speed and operating time of the radiator fan are preferably set in consideration of the EWP and power consumption due to the operation of the radiator fan. That is, the EWP and the radiator fan can be viewed as electric load, which is not used for battery charging from the viewpoint of the OBC output stage, but can be viewed as power lost as LDC input power. After all, since the increase of the LDC input power leads to a decrease in the battery input power, the operation of the EWP and the radiator fan is a factor of the decrease in the slow charging efficiency.

따라서, OBC의 온도저감에 따른 OBC의 자체 효율 상승으로 인한 에너지 이득이, EWP와 라디에이터 팬을 구동함에 따라 소모되는 에너지보다 크도록 라디에이터 팬의 동작 속도와 동작 시간이 결정되어야 한다.Therefore, the operating speed and operating time of the radiator fan must be determined so that the energy gain due to the increase in the self-efficiency of the OBC according to the temperature reduction of the OBC is greater than the energy consumed by driving the EWP and the radiator fan.

이하의 기재에서는 도 2와 같은 구조의 냉각 시스템에서 상시 EWP를 가동하되, 라디에이터 팬은 히트싱크의 온도가 39도 이상인 경우에서 가동되는 상황을 가정한다. 또한, EWP는 1000RPM 으로 동작시 약 2.6[W], 라디에이터 팬은 560RPM 으로 동작시 약 16.56[W]의 소비 전력을 각각 갖는 것을 가정한다.In the following description, it is assumed that the EWP is always operated in the cooling system having the structure as shown in FIG. 2, but the radiator fan is operated when the temperature of the heat sink is 39 degrees or more. In addition, it is assumed that EWP has power consumption of about 2.6 [W] when operating at 1000 RPM, and power consumption of about 16.56 [W] when operating at 560 RPM of the radiator fan.

상술한 가정을 바탕으로 수행된 실험 결과가 도 4 및 도 5에 도시된다.Experimental results performed based on the above-mentioned assumptions are shown in FIGS. 4 and 5 .

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터 펌프의 상시 가동에 의한 효과를, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 워터 펌프와 라디에이터 팬을 함께 가동한 경우의 효과를 각각 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the effect of the normal operation of the water pump according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view for explaining the effect when the water pump and the radiator fan are operated together according to an embodiment of the present invention to be.

먼저, 도 4를 참조하면, 기존 제어에서는 충전 시작 후 OBC의 온도가 50도를 넘은 경우 비로소 EWP가 동작하여 50도까지 상승하기를 반복하나, EWP가 상시 가동되는 경우 46도 부근에서 온도 상승이 포화상태가 됨을 알 수 있다.First, referring to FIG. 4, in the conventional control, when the temperature of the OBC exceeds 50 degrees after charging starts, the EWP operates and repeats to rise to 50 degrees. It can be seen that the state is saturated.

다음으로, 도 5에서는 이미 기존 제어에 따른 EWP 상시 on 구간에 진입한 경우를 가정한다. 도 5를 참조하면, 기존 제어와 본 실시예에 따른 제어 모두 EWP는 가동되고 있으나, 기존 제어에서는 OBC 온도가 55도를 초과하지 않는 한 라디에이터 팬이 켜지지 않는다. 따라서, 기존 제어에 의하면 OBC 온도가 47도 부근에서 유지되나, 본 실시예에 따른 제어에서는 히트싱크 온도가 39도에 도달할 때마다 일정 시간동안 라디에이터 팬이 동작하므로 최저 40도까지 OBC 온도가 떨어짐을 알 수 있다.Next, in FIG. 5 , it is assumed that the EWP has already entered the always-on section according to the existing control. Referring to FIG. 5 , the EWP is operated in both the conventional control and the control according to the present embodiment, but in the conventional control, the radiator fan is not turned on unless the OBC temperature exceeds 55 degrees. Therefore, according to the existing control, the OBC temperature is maintained at around 47 degrees, but in the control according to this embodiment, whenever the heat sink temperature reaches 39 degrees, the radiator fan operates for a certain period of time, so the OBC temperature drops to a minimum of 40 degrees. can be found

상술한 도 4 및 도 5의 결과를 정리하면 아래 표 3과 같다.The results of FIGS. 4 and 5 are summarized in Table 3 below.

충전중 냉각제어방식Cooling control method during charging OBC
평균온도
[℃]OBC
average temperature
[℃] OBC
평균효율
[%]OBC
average efficiency
[%] OBC
에너지이득
[J]OBC
energy gain
[J] EWP /Rad
구동에너지[J]EWP /Rad
Driving energy [J] Total
이득
[J]Total
benefit
[J] 도 4Fig. 4 기존existing EWP Off, On/Off 구간EWP Off, On/Off section 46.846.8 95.2395.23 +18.70+18.70 -15.45-15.45 3.253.25 실시예Example EWPEWP 상시 On Always On
42.142.1 95.27
(+0.04)95.27
(+0.04) 도 5Fig. 5 기존existing EWP 상시 On 구간
EWP Always On section
 46.646.6 95.2395.23 실시예Example EWPEWP On + Rad Fan On + Rad Fan
43.743.7 95.26
(+0.03)95.26
(+0.03)

표 3을 참조하면, EWP를 상시 가동하는 경우 OBC의 온도가 평균 4.7℃ 가량 감소하여, OBC의 평균 효율이 0.04% 증가함을 알 수 있다. 또한, 라디에이터 팬까지 동작시킬 경우 그렇지 않은 경우 대비 OBC의 온도가 평균 2.9℃ 가량 감소하여, OBC의 평균 효율이 0.03% 증가함을 알 수 있다.Referring to Table 3, it can be seen that when the EWP is always operated, the temperature of the OBC decreases by about 4.7°C on average, and the average efficiency of the OBC increases by 0.04%. In addition, when the radiator fan is also operated, the temperature of OBC decreases by about 2.9°C on average compared to the case where the radiator fan is not operated, and it can be seen that the average efficiency of OBC increases by 0.03%.

이러한 제어를 통한 OBC의 자체 효율 향상에 따른 에너지 이득은 18.70[J] 이었으며, EWP와 라디에이터 팬을 구동하는데 소모된 에너지는 15.45[J]이었다. 따라서, 총 에너지 이득은 3.25[J]이 되며, 실험 구간에서만 완속충전효율이 약 0.01% 상승한 것으로 나타났다.The energy gain according to the self-efficiency improvement of OBC through this control was 18.70 [J], and the energy consumed to drive the EWP and the radiator fan was 15.45 [J]. Therefore, the total energy gain is 3.25 [J], and it was found that the slow charging efficiency increased by about 0.01% only in the experimental section.

결국, EWP와 라디에이터 팬을 동작시킴에 따른 에너지 손실은 발생하나, OBC 효율 향상분이 손실을 상회하므로 전체적으로 충전 효율이 상승하는 효과를 볼 수 있다.As a result, energy loss occurs due to the operation of the EWP and the radiator fan, but since the improvement in OBC efficiency exceeds the loss, the overall charging efficiency is increased.

전술한 충전 중 냉각 제어 과정을 순서도로 정리하면 도 6과 같다.The above-described cooling control process during charging is summarized in a flowchart as shown in FIG. 6 .

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 중 냉각 제어 방법의 일례를 나타낸다.6 shows an example of a cooling control method during charging according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 완속 충전이 시작됨에 따라, EWP의 상시 가동이 시작된다(S610). 이후 히트 싱크의 온도가 기 설정된 기준 온도보다 높은 경우(S620), 라디에이터 팬이 소정 시간 동안 동작하게 된다(S630).Referring to FIG. 6 , as the slow charging starts, the regular operation of the EWP is started (S610). Then, when the temperature of the heat sink is higher than the preset reference temperature (S620), the radiator fan is operated for a predetermined time (S630).

EWP 상시 동작 및 온도 확인에 따른 라디에이터 팬의 동작은 충전이 종료될 때까지 반복적으로 수행될 수 있으며(S640), 충전이 종료되면 EWP 및 라디에이터 팬의 동작도 종료될 수 있다(S650).EWP constant operation and the operation of the radiator fan according to the temperature check may be repeatedly performed until charging is finished (S640), and when the charging is finished, the operation of the EWP and the radiator fan may also be terminated (S650).

여기서, 라디에이터 팬이 동작을 시작하는 히트 싱크의 기준 온도는 기존 제어에 따른 EWP 상시 on 구간 진입시에 해당하는 히트 싱크의 온도로 설정될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 라디에이터 팬의 동작 시간 또한 냉각으로 인한 OBC의 온도 하락에 따른 효율 상승분과 라디에이터 팬의 소모 전력을 고려하여 설정될 수 있다.Here, the reference temperature of the heat sink at which the radiator fan starts operation may be set to the temperature of the heat sink corresponding to the entry into the EWP always-on section according to the existing control, but is not necessarily limited thereto. The operating time of the radiator fan may also be set in consideration of the efficiency increase due to the temperature drop of the OBC due to cooling and power consumption of the radiator fan.

아울러, 상술한 제어 과정에서 라디에이터 팬은 쿨링팬 제어기에 의해 제어될 수 있으며, 이를 위해 쿨링팬 제어기는 EPCU와 연결되어 EPCU의 제어에 따라 쿨링팬을 제어할 수 있다. EPCU에서 쿨링팬 제어기를 제어하는 경우, EPCU는 OBC로부터 충전 개시/종료에 대한 정보를 획득하며, 히트 싱크의 온도 센서로부터 히트 싱크 온도 정보를 획득할 수 있다.In addition, in the above-described control process, the radiator fan may be controlled by the cooling fan controller, and for this, the cooling fan controller may be connected to the EPCU to control the cooling fan according to the control of the EPCU. When the EPCU controls the cooling fan controller, the EPCU may obtain information about charging start/end from the OBC, and may obtain heat sink temperature information from a temperature sensor of the heat sink.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. The present invention described above can be implemented as computer-readable code on a medium in which a program is recorded. The computer readable medium includes all kinds of recording devices in which data readable by a computer system is stored. Examples of computer-readable media include Hard Disk Drive (HDD), Solid State Disk (SSD), Silicon Disk Drive (SDD), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. There is this.

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects but as exemplary. The scope of the present invention should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all modifications within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

Claims (15)

외부 전력을 이용한 충전을 수행하는 차량의 충전 제어 방법에 있어서,
특정 방식에 따른 충전이 개시되는 경우, 냉매 순환 수단을 상시 가동하는 단계;
상기 냉매 순환 수단에 의해 순환되는 냉매의 열을 방출하는 방열 수단의 온도 정보를 획득하는 단계; 및
상기 온도 정보에 따라 라디에이터 팬을 소정 시간 동안 동작시키는 단계를 포함하고,
상기 냉매 순환 수단 및 상기 라디에이터 팬은 상기 충전이 종료되면 동작이 종료되는, 차량의 충전 제어 방법.In the charging control method of a vehicle performing charging using external power,
When charging according to a specific method is started, the step of always operating the refrigerant circulation means;
obtaining temperature information of a heat dissipating means for dissipating heat of a refrigerant circulated by the refrigerant circulation means; and
operating the radiator fan for a predetermined time according to the temperature information,
The operation of the refrigerant circulation means and the radiator fan is terminated when the charging is finished. 제1 항에 있어서,
상기 냉매 순환 수단은 상기 충전을 수행하는 충전기의 온도나 상기 방열 수단의 온도와 무관하게 상기 충전이 수행되는 동안 가동되는, 차량의 충전 제어 방법.The method of claim 1,
and the refrigerant circulation means is operated while the charging is performed regardless of a temperature of a charger performing the charging or a temperature of the heat dissipating means. 삭제delete 외부 전력을 이용한 충전을 수행하는 차량의 충전 제어 방법에 있어서,
특정 방식에 따른 충전이 개시되는 경우, 냉매 순환 수단을 상시 가동하는 단계;
상기 냉매 순환 수단에 의해 순환되는 냉매의 열을 방출하는 방열 수단의 온도 정보를 획득하는 단계; 및
상기 온도 정보에 따라 라디에이터 팬을 소정 시간 동안 동작시키는 단계를 포함하고,
상기 동작시키는 단계는,
상기 온도 정보가 지시하는 온도가 기 설정된 임계 온도를 초과할 경우 수행되는, 차량의 충전 제어 방법.In the charging control method of a vehicle performing charging using external power,
When charging according to a specific method is started, the step of always operating the refrigerant circulation means;
obtaining temperature information of a heat dissipating means for dissipating heat of a refrigerant circulated by the refrigerant circulation means; and
operating the radiator fan for a predetermined time according to the temperature information,
The operating step is
The charging control method of the vehicle, which is performed when the temperature indicated by the temperature information exceeds a preset threshold temperature. 제4 항에 있어서,
상기 기 설정된 임계 온도 및 상기 소정 시간 중 적어도 하나는,
상기 충전을 수행하는 충전기의 온도 하락에 의한 효율과, 상기 라디에이터 팬의 구동에 의해 소모되는 전력을 고려하여 결정되는, 차량의 충전 제어 방법.5. The method of claim 4,
At least one of the preset threshold temperature and the predetermined time,
The charging control method of the vehicle, which is determined in consideration of the efficiency due to the temperature drop of the charger performing the charging, and the power consumed by the driving of the radiator fan. 제2 항에 있어서,
상기 충전기는 온보드 충전기(OBC)를 포함하고,
상기 특정 방식에 따른 충전은 완속 충전을 포함하는, 차량의 충전 제어 방법.3. The method of claim 2,
The charger includes an on-board charger (OBC),
Charging according to the specific method includes slow charging, a charging control method of a vehicle. 제1 항에 있어서,
상기 냉매는 냉각수를 포함하고,
상기 냉매 순환 수단은 전기 워터 펌프(EWP)를 포함하며,
상기 방열 수단은 전자식 파워 제어기(EPCU)의 히트 싱크를 포함하는, 차량의 충전 제어 방법.The method of claim 1,
The refrigerant includes cooling water,
The refrigerant circulation means includes an electric water pump (EWP),
The method for controlling charging of a vehicle, wherein the heat dissipation means comprises a heat sink of an electronic power controller (EPCU). 제1 항, 제2 항, 제4항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 따른 차량의 충전 제어 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 해독 가능 기록 매체.A computer-readable recording medium in which a program for executing the vehicle charging control method according to any one of claims 1, 2, and 4 to 7 is recorded. 외부 전력을 이용한 충전을 수행하는 차량에 있어서,
상기 외부 전력을 이용하여 배터리를 충전하는 충전기;
상기 충전기에서 특정 방식에 따른 충전이 개시되는 경우, 상시 가동되는 냉매 순환 수단;
상기 냉매 순환 수단에 의해 순환되는 냉매의 열을 방출하는 방열 수단; 및
상기 방열 수단의 온도에 따라 소정 시간 동안 동작하는 라디에이터 팬을 포함하고,
상기 냉매 순환 수단 및 상기 라디에이터 팬은 상기 충전이 종료되면 동작이 종료되는, 차량.In a vehicle performing charging using external power,
a charger for charging a battery using the external power;
a refrigerant circulation means that is always operated when charging according to a specific method is started in the charger;
a heat dissipation means for discharging heat of the refrigerant circulated by the refrigerant circulation means; and
and a radiator fan operating for a predetermined time according to the temperature of the heat dissipation means,
The operation of the refrigerant circulation means and the radiator fan is terminated when the charging is finished. 제9 항에 있어서,
상기 냉매 순환 수단은 상기 충전기의 온도나 상기 방열 수단의 온도와 무관하게 상기 충전이 수행되는 동안 가동되는, 차량.10. The method of claim 9,
and the refrigerant circulation means is operated while the charging is performed regardless of the temperature of the charger or the temperature of the heat dissipation means. 삭제delete 외부 전력을 이용한 충전을 수행하는 차량에 있어서,
상기 외부 전력을 이용하여 배터리를 충전하는 충전기;
상기 충전기에서 특정 방식에 따른 충전이 개시되는 경우, 상시 가동되는 냉매 순환 수단;
상기 냉매 순환 수단에 의해 순환되는 냉매의 열을 방출하는 방열 수단; 및
상기 방열 수단의 온도에 따라 소정 시간 동안 동작하는 라디에이터 팬을 포함하고,
상기 라디에이터 팬은,
상기 방열 수단의 온도가 기 설정된 임계 온도를 초과할 경우 수행되는, 차량.In a vehicle performing charging using external power,
a charger for charging a battery using the external power;
a refrigerant circulation means that is always operated when charging according to a specific method is started in the charger;
a heat dissipation means for discharging heat of the refrigerant circulated by the refrigerant circulation means; and
and a radiator fan operating for a predetermined time according to the temperature of the heat dissipation means,
The radiator fan is
The vehicle, which is performed when the temperature of the heat dissipation means exceeds a preset threshold temperature. 제12 항에 있어서,
상기 기 설정된 임계 온도 및 상기 소정 시간 중 적어도 하나는,
상기 충전기의 온도 하락에 의한 효율과, 상기 라디에이터 팬의 구동에 의해 소모되는 전력을 고려하여 결정되는, 차량.13. The method of claim 12,
At least one of the preset threshold temperature and the predetermined time,
The vehicle is determined in consideration of the efficiency due to the temperature drop of the charger and the power consumed by the driving of the radiator fan. 제10 항에 있어서,
상기 충전기는 온보드 충전기(OBC)를 포함하고,
상기 특정 방식에 따른 충전은 완속 충전을 포함하는, 차량.11. The method of claim 10,
The charger includes an on-board charger (OBC),
The vehicle, wherein the charging according to the specific method includes slow charging. 제9 항에 있어서,
상기 냉매는 냉각수를 포함하고,
상기 냉매 순환 수단은 전기 워터 펌프(EWP)를 포함하며,
상기 방열 수단은 전자식 파워 제어기(EPCU)의 히트 싱크를 포함하는, 차량.10. The method of claim 9,
The refrigerant includes cooling water,
The refrigerant circulation means includes an electric water pump (EWP),
wherein the heat dissipation means comprises a heat sink of an electronic power controller (EPCU).
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